CN2617618Y

CN2617618Y - 轨道车辅助刹车暨能量回收发电装置

Info

Publication number: CN2617618Y
Application number: CN 03263358
Authority: CN
Inventors: 苏益增
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-06-09
Filing date: 2003-06-09
Publication date: 2004-05-26
Anticipated expiration: 2013-06-09

Abstract

一种轨道车辅助刹车暨能量回收发电装置，包含一移动单元、一储能单元及一发电单元，移动单元包括一以轨道车移动方向延伸的导轨、一循导轨移动的滑轮组及一设置于轨道车上而可分离地与滑轮组产生扣合而带动滑轮组移动的接合器，而储能单元包括一弹性发条机构及一连接滑轮组的拉索，使滑轮组受力远离弹性发条机构时可由拉索连动弹性发条机构而使其储存能量，并在滑轮组不受力时自动释放能量，发电单元包括一发电机及一连结拉索、弹性发条机构及发电机的传动机构，使发电机在弹性发条机构储存及释放能量时可被传动机构驱动而产生电力。

Description

轨道车辅助刹车暨能量回收发电装置

技术领域

本实用新型是有关于一种轨道车的刹车辅助装置，特别是指一种除了提供刹车阻力外还可将能量加以回收再利用的装置。

背景技术

以往如火车或电车类的利用轨道导引的轨道车等等，其刹车作用的产生主要利用停止轮子转动、使得轮子与轨道间由较小的动摩擦力转变为较大的静摩擦力，以消耗车辆运动的动能，由此使得车辆逐渐停止。而此种完全利用摩擦力的刹车作用至今仍为大部份陆上交通工具所采用，然而，因火车或电车等等的轨道车，其重量远比如汽车等小型交通工具的重量大，其运动产生的惯性力相对地大得相当多，故完全利用摩擦力将无法在短距离及短时间内将车辆停止，使得此种轨道车的刹车距离相当长；另一方面，因必须将轨道车的动能转变为热能或是声音能加以消耗才能使其停止，所以刹车时消耗的能量可说相当可观。

实用新型内容

本实用新型的主要目的，在于提供一种增进刹车效果的辅助力量并同时可将刹车所消耗的能量部份回收再加以利用的轨道车辅助刹车暨能量回收发电装置。

为实现上述目的，本实用新型包含：

一移动单元，包括一以该轨道车移动方向延伸的导轨、一循该导轨移动的滑轮组及一设置于该轨道车上而可分离地与该滑轮组产生扣合而带动该滑轮组移动的接合器；

一储能单元，包括一弹性发条机构及一连接该滑轮组的拉索，使该滑轮组受力远离该弹性发条机构时可由该拉索连动该弹性发条机构而使其储存能量，并在该滑轮组不受力时自动释放能量；及

一发电单元，包括一发电机及一连结该拉索、该弹性发条机构及该发电机的传动机构，使该发电机在该弹性发条机构储存及释放能量时可被该传动机构驱动而产生电力。

其中该储能单元的弹性发条机构内具有一发条。

其中该发电单元的传动机构具有一第一传动齿轮组及一第一离合器，该第一传动齿轮组与该第一离合器连结该拉索与该弹性发条机构，使该拉索受拉力时驱动该弹性发条机构储存能量，而在该拉索不受拉力，该弹性发条机构释放能量以将该拉索反向回卷，并在该拉索完全回卷停止时由该第一离合器切断该拉索与该弹性发条机构的动力连结关系。

其中该发电单元的传动机构还具有一第二传动齿轮组及一第二离合器，该第二传动齿轮组与该第二离合器连结该弹性发条机构与该发电机，使该拉索受拉力时驱动该弹性发条机构储存能量并同时驱动该发电机产生电力，而在该拉索不受拉力，该弹性发条机构释放能量而反向转动，由该第二离合器改变该弹性发条机构与该发电机的传动方向、而以原有方向继续驱动该发电机产生电力。

其中该接合器为一钩体，而该滑轮组则设有一供该钩体扣合的结合板。

附图说明

有关本实用新型目的特征及所采用的技术手段、功效，例举一较佳实施例并配合以下附图作详细说明，其中：

图1为本实用新型的一较佳实施例的移动单元俯视图。

图2为图1另一角度侧面视图。

图3为该较佳实施例的储能单元与发电单元结构示意图。

图3A为该较佳实施例的弹性发条机构分解示意图。

图3B为图3A的弹性发条机构组合后俯视示意图。

图3C为图3A的弹性发条机构的发条组装关系示意图。

图4为该较佳实施例中的第一离合器构造示意图。

图5为该较佳实施例拉索回卷时第二离合器相关构件的位置关系。

图6为该较佳实施例拉索回卷停止时第一离合器相关构件的位置关系。

具体实施方式

参阅图1、2及图3，本实用新型的轨道车辅助刹车暨能量回收发电装置的一较佳实施例是应用于如电车等必须依靠轨道导引前进方向的轨道车上。而该装置包含有一移动单元1、一储能单元2及一发电单元3。

移动单元1如图1，是在轨道车的两轨道中间处额外设置一导轨11，导轨11的延伸方向概为轨道车的移动方向，并于导轨11上设有一滑轮组12，同时参考图2，滑轮组12具有一跨置于导轨11上的本体121及一枢设在本体121而分别接触导轨11两侧面的滚轮122，滚轮122与导轨11的接触面可以橡皮材质贴附制成，使得整个滑轮组12具有一相当的摩擦阻力而循导轨11延伸方向移动。又，轨道车上另设有一接合器13，本例中为一钩体，而对应在滑轮组12的本体121上设有一结合板123，结合板123可供钩体扣合而带动滑轮组12运动。

储能单元2包括一弹性发条机构21及一连接滑轮组12的拉索22，如图3A及图3B所示，本例中的弹性发条机构21具有一架体211，架体211上可枢转地定位有一壳体212及一与壳体212同轴的齿轮213，而壳体212与齿轮213间所构成的空间内容置有一两端分别固定在壳体212及齿轮213轴部上的发条214(可参照图3C所示)，壳体212在相反于齿轮213的一面上同体凸设有一齿轮部2121，另外，一主传动轴24枢转地定位在架体211上，于主传动轴24上设置一齿轴215，齿轴215两端可分别连动一第一传动齿轮216及一第二传动齿轮217，而第一传动齿轮214可经齿轮218而啮合传动齿轮213以相互连动，第二传动齿轮217则直接啮合于壳体212的齿轮部2121以相互连动。

当主传动轴24转动时，与主传动轴24同步旋转的齿轴215可分别带动第一传动齿轮216及第二传动齿轮217转动，使得主传动轴24的动力一方面经第一传动齿轮216传递至齿轮213、另一方面经第二传动齿轮217传递至壳体212，由传动方向不同的设计，壳体212与齿轮213的转动方向将互为相反，可造成两端分别固定在壳体212及齿轮213轴部上的发条214产生紧缩卷绕以储存弹性能。相反地，当发条214释放其弹性能时则可以前述传动的方式反向带动主传动轴24转动。

另，拉索22卷绕于一索轴23上。当滑轮组12移动而使拉索22产生拉力并远离弹性发条机构21时可由拉索22连动主传动轴24转动，进而使发条214卷绕变形以储存一弹性的能量，而当滑轮组12不再拉动拉索22受力时，发条214将可自动地释放所储存的弹性能量以带动主传动轴24反向转动。

发电单元3包括一发电机31及一连结拉索22、弹性发条机构21及发电机31的传动机构，本例中，传动机构具有一第二传动齿轮组32(如图3由相互传动的齿轮321、322、323、324、325所组成，其中齿轮321与索轴23同步、齿轮325则与主传动轴24同步、另外齿轮323与齿轮324是可相互轴向地接合或分离)及一第一离合器33(用以控制齿轮323、324的离合)，第一离合器33结构如图4所示，是以一小马达331带动一小齿轮332而啮合一齿条333移动，由齿条333移动来控制齿轮323所在的转轴移动，使第一传动齿轮组32与第一离合器33动力连结拉索22与弹性发条机构21。另，传动机构还具有一第二传动齿轮组34(如图3由相互传动的齿轮341、342、343、皮带轮344、345、齿轮346所组成，其中齿轮341、346与主传动轴24同步、齿轮343与皮带轮344则与发电机31的转轴同步、另外齿轮342与皮带轮345是不受主传动轴24带动而是可分别对应地与齿轮341及齿轮346接合或分离)及一第二离合器35(用以同时控制齿轮341、342及齿轮346，皮带轮345的离合)，第二离合器35的构造概与第一离合器33相同，使得第二传动齿轮组34与第二离合器35动力连结弹性发条机构21与发电机31。

应用时如图3，移动单元1可事先设置在接近车站或特定的减速路段上，当轨道车接近而欲刹车时，由设置无线感应装置的控制方式，使轨道车上的接合器13(钩体)放下而与滑轮组12上的结合板123扣合。进而带动滑轮组12沿导轨11移动，而滑轮组12因事先连结拉索22，使得拉索22承受拉力并自索轴23拉出，同时形成索轴23转动。

而传动机构的第一离合器33的初始位置是使齿轮323、324在相互接合传动的位置，而第二离合器35的初始位置则是使齿轮341、342相互接合传动、齿轮346与皮带轮345呈分离不传动的位置上。因此，当拉索22受拉导致索轴23转动时，经由齿轮321、322、323、324、325的传动而使主传动轴24随之转动，造成弹性发条机构21的发条214被主传动轴24卷绕而逐渐储存一弹性能量于其内，同时，主传动轴24亦通过齿轮341、342、343而带动发电机31旋转而产生电力。如此，对轨道车而言，滑轮组12以及拉索22等相关构造由著接合器13的扣合而对轨道车产生前进方向上的阻力，故有辅助其刹车的效果，相反另一方面，轨道车带动滑轮组12的动能亦可直接带动发电机31产生电力，所以能够回收部份的动能而以电力的方式再加以利用。

接著如图5，当拉索22自索轴23拉伸出一预设的长度后，使轨道车的接合器13自动与滑轮组12脱离扣合状态，此时因拉索22不再承受拉力，故弹性发条机构21的发条214开始释放其弹性能量而使主传动轴24开始反向旋转，而接合器13与滑轮组12脱离扣合的一刻，亦可利用无线或有线的感应方式控制第二离合器35，使得齿轮346与皮带轮345接合传动、同时齿轮341、342则分离，故反向转动的主传动轴24仍可通过齿轮346、皮带轮345、344而以原来的方向带动发电机31转动以持续产生电力。

另一方面，反向旋转的主传动轴24则通过齿轮325、324、323、322、321而使索轴23反向转动而将拉索22回卷，由于发条214释放能量所导致主传动轴24回卷的圈数通常会大于拉索22完全收卷所需的圈数，为了使主传动轴24的转动能量不致受完全回卷而不动的索轴23所抵销，故当拉索22完全回卷而使索轴23停止时，如图6，由设置感应器的方式控制第一离合器33，使齿轮323、324相互脱离而切断动力的连结关系，因此主传动轴24的动力将不会传送至索轴23，故可全部传送至发电机31进行发电，达到充分利用发条214的弹性储能的效果。待发条214完全释放能量后，第一离合器33及第二离合器35又可回复至初始状态，直到下一轨道车通过、放下接合器13与滑轮组12结合以进行刹车时又可重复上述动作，达到同时提供辅助刹车的阻力及合份回收轨道车刹车所消耗的动能以进行发电的目的。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，凡依本实用新型的精神所作的简易修饰及等效变化设计，应涵盖于申请的专利范围内。

Claims

1、一种轨道车辅助刹车暨能量回收发电装置，其特征在于，包含：

一储能单元，包括一弹性发条机构及一连接该滑轮组的拉索，该滑轮组受力远离该弹性发条机构时由该拉索连动该弹性发条机构，该滑轮组不受力时自动释放能量；及

一发电单元，包括一发电机及一连结该拉索、该弹性发条机构及该发电机的传动机构，该发电机在该弹性发条机构储存及释放能量时被该传动机构驱动。

2、依据权利要求1所述的轨道车辅助刹车暨能量回收发电装置，其特征在于，该储能单元的弹性发条机构内具有一发条。

3、依据权利要求1所述的轨道车辅助刹车暨能量回收发电装置，其特征在于，该发电单元的传动机构具有一第一传动齿轮组及一第一离合器，该第一传动齿轮组与该第一离合器连结该拉索与该弹性发条机构，该拉索受拉力时驱动该弹性发条机构储存能量，该拉索不受拉力时，该弹性发条机构将该拉索反向回卷，并在该拉索完全回卷停止时由该第一离合器切断该拉索与该弹性发条机构的动力连结关系。

4、依据权利要求3所述的轨道车辅助刹车暨能量回收发电装置，其特征在于，该发电单元的传动机构还具有一第二传动齿轮组及一第二离合器，该第二传动齿轮组与该第二离合器连结该弹性发条机构与该发电机，该拉索受拉力时驱动该弹性发条机构并同时驱动该发电机，该拉索不受拉力时，该弹性发条机构反向转动，由该第二离合器改变该弹性发条机构与该发电机的传动方向、而以原有方向继续驱动该发电机。

5、依据权利要求1所述的轨道车辅助刹车暨能量回收发电装置，其特征在于，该接合器为一钩体，而该滑轮组则设有一供该钩体扣合的结合板。